Biomarcadores morfológicos de imágenes en el hipocampo para la detección del deterioro cognitivo leve

Resumen

Introducción: El hipocampo es una de las estructuras cerebrales más estudiadas para el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer porque su morfología se afecta desde la etapa de deterioro cognitivo leve. Las métricas cuantitativas evalúan los cambios morfológicos de diferentes estructuras cerebrales mediante el análisis de neuroimágenes. La compacidad discreta y la tortuosidad se han reportado como posibles biomarcadores de cambios significativos entre poblaciones de sujetos controles sanos y sujetos con deterioro cognitivo leve.

Objetivo: Evaluar el desempeño de la compacidad discreta y la tortuosidad en el hipocampo (derecho e izquierdo) como posibles biomarcadores de neuroimágenes de resonancia magnética para discriminar entre las poblaciones de sujetos controles y sujetos con deterioro cognitivo leve.

Métodos: Se analizaron 98 sujetos, de ellos 49 sanos y 49 con deterioro cognitivo leve. Las imágenes de resonancia magnética y otros datos de los pacientes se obtuvieron de la base de datos del Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative. Se segmentó la estructura del hipocampo (derecho e izquierdo) mediante técnicas de procesamiento de imágenes y se calcularon las métricas de volumen, volumen normalizado, compacidad discreta y tortuosidad. Se realizó un análisis estadístico de los datos con el objetivo de diferenciar las clases. Las métricas se incorporaron a un clasificador automático de bosques aleatorios para discriminar entre las poblaciones de estudio.

Resultados: El análisis estadístico presentó diferencias estadísticamente significativas para las métricas calculadas con un valor de p < 0,01 entre las dos clases de estudio. El algoritmo de clasificación automático de bosques aleatorios, a partir de los indicadores de volumen, volumen normalizado, compacidad discreta y tortuosidad, logró una exactitud en la etapa de entrenamiento del 89,83 % ± 0,052 %. Para la etapa de prueba con datos reservados, la exactitud final fue del 85 %.

Conclusiones: La compacidad discreta y la tortuosidad resultan sensibles a los cambios morfológicos del hipocampo derecho e izquierdo, y pueden caracterizar la etapa de deterioro cognitivo leve; por tanto, pueden considerarse biomarcadores de imágenes, útiles para la detección del deterioro cognitivo leve cuando comienzan a presentarse los primeros síntomas de la enfermedad de Alzheimer.